Estrelas fugitivas na Via Láctea: de “fuga” a hipervelocidade

No início da década de 1960, o astrónomo neerlandês Adriaan Blaauw reparou em estrelas que atravessavam a Via Láctea a velocidades anormalmente elevadas. Com o tempo, ficou claro que se tratava de objetos desvinculados: estrelas expulsas do seu local de origem, capazes de sair do disco galáctico e, periodicamente, voltar a atravessá‑lo em trajetórias de ida e volta.

Blaauw sugeriu que essas estrelas vinham de sistemas binários e eram arremessadas quando a estrela companheira colapsava e, numa supernova, ejetava as suas camadas externas. Décadas depois, em 2005, observações identificaram casos ainda mais extremos, o que levou ao termo “estrelas de hipervelocidade”.

Por que as estrelas fugitivas importam para a evolução da Via Láctea

Essas estrelas fugitivas chamam a atenção porque influenciam a evolução das galáxias. Ao escaparem do sistema onde se formaram, elas irradiam o meio interestelar (MI) - gás e poeira entre as estrelas - e, quando finalmente explodem como supernovas, enriquecem esse meio com elementos pesados.

Esse enriquecimento altera as condições de formação de futuras estrelas e planetas no MI. Por isso, compreender a origem das estrelas massivas fugitivas ajuda a melhorar modelos de evolução estelar e também a refinar como sistemas binários, aglomerados estelares e supernovas participam da evolução galáctica.

Estrelas fugitivas do tipo O na Via Láctea: o maior levantamento observacional até agora

Em janeiro, um grupo de investigadores de vários institutos em Espanha anunciou a conclusão do estudo observacional mais abrangente já feito sobre estrelas massivas fugitivas. A equipa combinou dados do Observatório Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA), com espectros de alta qualidade do Banco de Dados Espectroscópico IACOB.

Com esse material, analisaram 214 estrelas do tipo O, a classe mais luminosa e mais massiva de estrelas na galáxia. Os resultados ajudaram a esclarecer como esses objetos são ejetados para o espaço e de onde vêm - e, em particular, indicaram que a maior parte das estrelas fugitivas não começou a vida como companheira num sistema binário.

Os dois cenários clássicos para criar estrelas fugitivas

Desde as primeiras detecções, a questão central tem sido a mesma: como uma estrela ganha velocidade suficiente para virar “fugitiva”? Ao longo dos anos, dois mecanismos principais foram considerados:

• Ejeção explosiva por supernova em sistemas binários: a explosão e a perda de massa (e, em alguns casos, a formação de uma estrela de neutrões ou buraco negro) podem desestabilizar o par e lançar a companheira a alta velocidade.
• Ejeção gravitacional em encontros próximos: interações gravitacionais intensas em aglomerados jovens podem “arremessar” uma estrela para fora do grupo.

O problema era que, na Via Láctea, a contribuição relativa de cada mecanismo para transformar estrelas gigantes em fugitivas permanecia incerta. Em termos práticos, não estava claro qual cenário seria o mais comum.

Como Gaia e IACOB permitem reconstruir a história dessas estrelas

Entre 2013 e 2025, o Observatório Gaia mediu o movimento próprio, a luminosidade, a temperatura e a composição de mais de 2 mil milhões de estrelas na Via Láctea - um trabalho conhecido como astrometria. Esse conjunto de dados está a ser usado para montar o mapa tridimensional mais preciso da galáxia, respondendo perguntas em aberto sobre a sua origem, estrutura e evolução.

Já o projeto IACOB é uma campanha observacional de longo prazo dedicada a caracterizar as propriedades físicas e o percurso evolutivo de estrelas massivas do tipo OB na Via Láctea.

Ao cruzar as duas bases, a equipa conseguiu estimar a velocidade de rotação e o ponto de origem do maior conjunto, até hoje, de estrelas fugitivas do tipo O. Por definição, essas estrelas apresentam velocidades que frequentemente ultrapassam 700 km/s, valor suficiente para vencer a gravidade da Via Láctea em muitos casos.

O que o estudo encontrou: rotação, binaridade e a pista do mecanismo de ejeção

A análise mostrou que a maioria das estrelas fugitivas gira lentamente. Em contraste, as que apresentam rotação mais rápida tendem a estar mais associadas a explosões de supernova em sistemas binários - um indício de que parte delas foi acelerada no cenário proposto por Blaauw.

Além disso, as estrelas com as maiores velocidades observadas aparecem, em geral, como estrelas isoladas, o que favorece a interpretação de que foram expulsas de aglomerados jovens por interações gravitacionais.

A equipa também identificou 12 sistemas binários fugitivos, incluindo: - três fontes binárias de raios X contendo estrelas de neutrões ou buracos negros; - três sistemas adicionais que são fortes candidatos a hospedar buracos negros.

A autora principal, Mar Carretero‑Castrillo, integrante do ICCUB e do IEEC e atualmente no Observatório Europeu do Sul (ESO), resumiu o alcance do trabalho: “Este é o estudo observacional mais abrangente do seu tipo na Via Láctea. Ao juntar informação sobre rotação e binaridade, oferecemos à comunidade restrições sem precedentes sobre como essas estrelas fugitivas se formam.”

Por fim, os investigadores observaram que praticamente nenhuma estrela na amostra combinava, ao mesmo tempo, velocidades muito altas e rotação muito rápida. Esse padrão foi a evidência mais forte de que mais de um mecanismo está a operar na ejeção de estrelas para fora dos seus sistemas.

O que vem a seguir: rastrear berçários estelares e procurar sistemas ainda mais raros

As próximas divulgações de dados do Gaia, somadas a estudos espectroscópicos em andamento, devem permitir que os astrónomos reconstruam trajetórias com maior precisão e liguem essas estrelas aos seus locais de nascimento na Via Láctea. Isso ajudará a confirmar, caso a caso, qual mecanismo foi o responsável pela ejeção.

Esse avanço também pode revelar sistemas binários ainda mais exóticos - inclusive aqueles em que, apesar do “pontapé” gravitacional ou do efeito de uma supernova próxima, ainda existam planetas gravitacionalmente ligados. Se confirmados, esses sistemas seriam laboratórios naturais para testar a robustez de órbitas planetárias sob eventos extremos.

Além do impacto em evolução estelar e dinâmica de aglomerados, as estrelas fugitivas podem servir como “sondas” do próprio potencial gravitacional da Via Láctea: ao mapear as suas trajetórias no halo e no disco, torna‑se possível colocar limites adicionais sobre como a massa (incluindo a matéria escura) está distribuída na galáxia.

O estudo desses sistemas também pode esclarecer um papel adicional na evolução galáctica: como os ingredientes básicos da vida - elementos químicos essenciais e moléculas precursoras - podem ser espalhados ao longo da Via Láctea.

Este artigo foi publicado originalmente pelo portal “Universo Hoje”. Leia o artigo original.